청정도 유지가 어려운 이유 7가지

청정도 유지가 어려운 이유 7가지

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1. 청정도 유지가 어려운 구조적 원인 (청정도 유지, 오염 유입, 공조 설계)

클린룸은 외부보다 수백~수천 배 더 깨끗한 환경을 유지해야 하므로, 일반적인 공간과 달리 극도로 정밀한 환경 제어가 필요하다. 문제는 청정도가 유지되기 어려운 이유가 단순하지 않다는 점이다.

 

첫 번째 이유는 외부 환경과의 차이(압력·입자·습도) 때문에 오염 유입이 쉽게 일어난다는 구조적 문제다.

클린룸 내부는 양압을 유지해 오염 공기가 들어오지 못하게 하지만, 문 열림·자재 이동·사람 출입 순간에는 압력 균형이 깨지며 오염이 유입될 가능성이 커진다.

 

두 번째는 공기 흐름의 교란(Laminar Flow Disturbance) 이다. 클린룸의 핵심은 일정한 방향으로 흐르는 기류인데, 사람의 움직임·장비 열풍·자재 이동·설비 배기 등이 이 흐름을 깨면 입자가 정착해 청정도가 악화된다.

클린룸 내부에서 공기는 일정한 방향으로 흐르며 오염을 빠르게 배출해야 한다.
그러나 장비 배치, 작업자 동선, 천장 FFU 구성 등이 잘못되면 기류가 휘거나 난류(eddy flow)가 생겨 입자가 정체된다.
특히 ISO Class 5 이상의 공정에서는 한 번의 난류만으로도 수천 개의 입자가 체류하며 청정도가 급격히 떨어진다.

➡ 구조적 원인: 장비 높이 불균형, 천장 패널 간격 불량, FFU 배열 최적화 부족

 

세 번째는 열·습도 변화에 취약한 환경 특성이다. 클린룸은 일정 온습도를 유지해야 필터 효율·공기 밀도·기류 안정성이 유지되는데, 생산 장비에서 발생하는 열나 자재 반입으로 인한 습도 변화는 공기 흐름을 뒤틀고 입자 재부유를 증가시킨다.

이처럼 청정도 유지가 어려운 배경에는 단순 오염만이 아니라 공조 설계, 압력, 온습도, 기류, 구조적 변화가 모두 복합적으로 작용하고 있다.

 

네 번째는 외부 공기 유입(Leakage) 경로의 다수 존재 이다

클린룸은 완전히 밀폐된 것처럼 보이지만, 실제로는 수많은 틈과 누설 포인트가 존재한다.
예:

• 천장 패널의 미세 틈
• 케이블 트레이 관통부
• 장비 배관의 공극
• 벽체 조인트
  이러한 누설 경로가 있으면 고청정 공간에서 만든 공기가 외부로 빠져나가고, 대신 외부 오염 공기가 내부로 유입된다.
  특히 ISO Class 5 환경의 경우 누설 1%만 있어도 청정도 유지가 사실상 불가능하다.

➡ 구조적 원인: 밀폐 시공 품질 저하, 관통부 실링 미비, 유지보수 반복에 따른 구조 열화 등 많다

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2. 청정도 유지가 어려운 이유 7가지 상세 분석 (오염원 분석, 입자 증가, 클린룸 실패 요인)

아래는 클린룸에서 청정도 유지가 어렵게 만드는 핵심 요인 7가지를 종합적으로 정리한 것이다.

① 사람에서 발생하는 입자가 너무 많다

작업자 1명은 보통 1분에 10만~수백만 개의 입자를 배출한다.
걷기, 앉기, 손 움직임 등 작은 동작만으로도 입자가 급증한다.

② 장비에서 발생하는 마찰입자와 열풍

모터·베어링·벨트·슬라이드에서 발생하는 미세 파편은 제거가 어려우며,
장비 열풍이 기류를 교란해 입자를 특정 영역에 쌓이게 만든다.

③ 자재 반입 과정에서 오염이 동반된다

포장재 파편, 외부 오염, 운반 흔적 등이 반입 절차 중 유입되며
자재 개봉 시 2차 오염도 쉽게 발생한다.

④ 기류(laminar flow)가 작은 움직임에도 쉽게 깨진다

층류는 스스로 안정적이지만
사람이 지나가거나, 손을 위로 올리거나, 장비 열풍이 닿으면 쉽게 흐름이 휘어져 오염이 고인다.

⑤ 압력(양압) 유지가 변동되면 외부 오염이 유입된다

도어 개폐, 에어샤워 가동, 장비 배기 증가 등으로
압력 밸런스가 순간적으로 깨지면 미세한 외부 공기가 유입된다.

⑥ 필터(HEPA/ULPA) 수명·설치 구조 문제

시간이 지나면 필터 성능이 저하되거나,
설치 틈·가스켓 손상·필터 프레임 이탈 등으로 미세 누기가 발생할 수 있다.

⑦ 작업 절차(SOP) 불이행

가장 큰 문제는 사람이 절차를 지키지 않는 것이다.
기본적인 손 씻기, 가운 착용, 자재 개봉 순서, 동선 준수 등이 지켜지지 않으면
클린룸은 순식간에 오염된다.

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7가지 요인 요약표

번호원인설명위험도

1	사람 오염	입자/미생물 발생량 최대	★★★★★
2	장비 오염	마찰·열풍·분자오염	★★★★☆
3	자재 반입	포장 파편·운반 오염	★★★★☆
4	기류 교란	층류 흐름 붕괴	★★★★★
5	압력 변동	외부 공기 유입	★★★★☆
6	필터 문제	HEPA/ULPA 누기	★★★☆☆
7	절차 미준수	인위적 리스크 증가	★★★★★

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3. 청정도 유지가 어려운 문제의 해결 전략 (청정도 관리, 공정 리스크, 제어 방법)

청정도 유지가 어렵다고 해서 해결이 불가능한 것은 아니다.
결국 문제는 사람·장비·자재·기류·압력·필터·절차로 정리되며, 이를 정밀하게 제어하면 안정적인 청정도를 유지할 수 있다.

 

1) 사람 오염 최소화

• 무진복 정식 착용
• 머리카락·수염 완전 차폐
• 손 소독 후 2중 장갑
• 불필요한 이동 최소화
• 숙련작업자 중심 배치

 2) 장비 오염 제어

• 장비 내부 청정설계(Clean Design)
• 마찰부품 최소화
• 열풍 배출 덕트 설치
• 장비별 오염 평가(Cleanliness Certification)

3) 자재 반입 전략 강화

• 2중 포장
• 클린백 사용
• 반입 전 표면 청소
• 개봉 순서 표준화(SOP)

4) 기류 안정화 설계

• LAF(Laminar Air Flow) 최적화
• 작업자 동작 분석 후 기류 구조 개선
• 장비 열풍 차단 덕트 설치

5) 압력 모니터링

• 차압 센서 실시간 감시
• 문 개폐 빈도 최소화
• 양압 10~20Pa 유지

6) HEPA/ULPA 필터 점검

• 정기 누기(Leak Test)
• 압력 드롭 모니터링
• 필터 프레임·가스켓 점검

 7) 작업 절차(SOP) 강화

• 행동 규칙 포스터 부착
• 정기 교육
• 위반 시 피드백
• 청정도 체크리스트 운영

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4. 청정도 유지 시스템 구축 가이드 (클린룸 운영 시스템, 오염 통합관리)

마지막으로, 클린룸의 청정도는 단독 요인으로 유지되는 것이 아니라
**공조(설비) + 운영(사람) + 공정(장비/자재)**를 하나의 시스템으로 통합해야만 한다.

 

통합 관리 시스템 예시

• EMS(환경 모니터링 시스템)
  • 입자·온습도·차압·필터 압력드롭 자동 기록
• SPC 기반 데이터 분석
  • 특정 시간대 입자 증가 패턴 분석
  • 작업자 이동·장비 가동과의 상관관계 확인
• 오염 사고 보고 시스템
  • 입자 증가 → 위치 추적 → 원인 분석 → 조치
• 표준화된 청정 운영 절차
  • 출입 절차
  • 청소 주기
  • 자재 반입/개봉 SOP
  • 장비 점검 주기

클린룸은 외부보다 너무 깨끗해야 하기 때문에, 작은 습관 하나가 청정 장애로 이어질 수 있다.
따라서 사람·장비·자재·기류·압력·필터·절차를 전부 통합한 관리가 필요하다.